1ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques, Барселонський інститут науки і технологій, 08860 Кастельдефельс (Барселона), Іспанія
2ICREA, стор. Lluís Companys 23, 08010 Барселона, Іспанія
3Univ Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Neel, 38000 Grenoble, France
Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.
абстрактний
Нерівності спінового здавлення (SSI) представляють основний інструмент для дослідження квантової заплутаності між набором атомів кількох рівнів і базуються на вимірюваннях колективного спіну та їх флуктуаціях. Тим не менш, для атомних ансамблів атомів зі спіном $j$ і ультрахолодних спінорних газів багато експериментів можуть відобразити населення на всіх зееманівських підрівнях $s=-j, -j+1, крапки, j$, потенційно виявляючи більш тонкі особливості квантової заплутаності не зафіксовано SSI. Тут ми представляємо систематичний підхід, який використовує вимірювання заселеності на підрівні Зеемана для побудови нових критеріїв заплутаності та проілюструємо наш підхід до основних станів конденсатів Бозе-Ейнштейна зі спіном 1 і спіном 2. Крім цих конкретних прикладів, наш підхід дозволяє систематично вивести оптимальне перестановочно-інваріантне свідоцтво заплутування для будь-якого заданого набору колективних вимірювань в ансамблі квантових систем $d$-рівня.
► Дані BibTeX
► Список літератури
[1] П. Батай, А. Литвинов, І. Манаї, Дж. Хаканс, Ф. Віотте, А. Каладжян, О. Горсе, Е. Марешаль, Б. Лабурт-Толра, М. Робер-де Сен-Венсан. Адіабатична спін-залежна передача імпульсу в su($n$) виродженому фермі-газі. фіз. Rev. A, 102: 013317, липень 2020 р. 10.1103/PhysRevA.102.013317. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.102.013317.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.013317
[2] Рохіт Прасад Бхатт, Ян Кілінч, Ліло Хекер і Фред Єнджеєвскі. Стохастична динаміка кількох атомів натрію в присутності холодної хмари калію. Наукові звіти, 12 (1), лютий 2022 р. ISSN 2045-2322. 10.1038/s41598-022-05778-8. URL-адреса http:///dx.doi.org/10.1038/s41598-022-05778-8.
https://doi.org/10.1038/s41598-022-05778-8
[3] Томас Шалопін, Чайма Буазза, Александр Еврард, Василь Махалов, Давід Дреон, Жан Далібар, Леонід А. Сидоренков і Сільвен Насімбене. Квантово-посилене зондування з використанням некласичних спінових станів сильно магнітного атома. Nature Communications, 9 (1), листопад 2018 р. 10.1038/s41467-018-07433-1. URL https:///doi.org/10.1038.
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07433-1
[4] Л. Хомаз, С. Баєр, Д. Петтер, М. Дж. Марк, Ф. Вехтлер, Л. Сантос і Ф. Ферлайно. Перехід, керований квантовими флуктуаціями, від розрідженого бозе-ейнштейнівського конденсату до макрокраплі в диполярній квантовій рідині. фіз. Ред. X, 6: 041039, листопад 2016 р. 10.1103/PhysRevX.6.041039. URL-адреса https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.6.041039.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.041039
[5] Томмазо Компарін, Фабіо Меццакапо та Томмазо Роскілде. Багаточастинні заплутані стани в диполярних квантових симуляторах. Physical Review Letters, 129 (15), жовтень 2022a. 10.1103/physrevlett.129.150503. URL https:///doi.org/10.1103.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.129.150503
[6] Томмазо Компарін, Фабіо Меццакапо та Томмазо Роскілде. Робастне витискання спіну з вежі станів u(1)-симетричних спінових гамільтоніанів. фіз. Rev. A, 105: 022625, лютий 2022b. 10.1103/PhysRevA.105.022625. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.105.022625.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022625
[7] Л.-М. Дуань, Дж. І. Сірак і П. Золлер. Квантова заплутаність у спінорних бозе-ейнштейнівських конденсатах. фіз. Rev. A, 65: 033619, лютий 2002 р. 10.1103/PhysRevA.65.033619. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.65.033619.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.033619
[8] Нільс Дж. Енгельсен, Раджив Крішнакумар, Онур Хостен і Марк А. Касевич. Кореляції Белла в спін-стиснутих станах 500 000 атомів. фіз. Rev. Lett., 118 (14): 140401, квітень 2017 р. 10.1103/PhysRevLett.118.140401. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.118.140401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.140401
[9] Бертран Еврард, Ан Ку, Жан Далібар і Фабріс Жерб’є. Від багатотільних коливань до термалізації в ізольованому спінорному газі. фіз. Rev. Lett., 126: 063401, лютий 2021a. 10.1103/PhysRevLett.126.063401. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.126.063401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.063401
[10] Бертран Еврард, Ан Ку, Жан Далібар і Фабріс Жерб’є. Спостереження фрагментації спінорного бозе-ейнштейнівського конденсату. Наука, 373 (6561): 1340–1343, 2021b. 10.1126/science.abd8206. URL-адреса https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abd8206.
https:///doi.org/10.1126/science.abd8206
[11] Ірене Фреро та Томмазо Роскілд. Квантова критична метрологія. фіз. Rev. Lett., 121: 020402, липень 2018 р. 10.1103/PhysRevLett.121.020402. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.121.020402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.020402
[12] Ірене Фреро, Флавіо Баккарі та Антоніо Асін. Розкриття квантової заплутаності в системах багатьох тіл на основі часткової інформації. Препринт arXiv arXiv:2107.03944, 2021. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.03944. URL-адреса https:///arxiv.org/abs/2107.03944.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.03944
arXiv: 2107.03944
[13] Альберт Фріш, Майкл Марк, Кійотака Айкава, Франческа Ферлайно, Джон Л. Бон, Константінос Макрідес, Олександр Петров і Світлана Коточигова. Квантовий хаос в ультрахолодних зіткненнях газофазних атомів ербію. Nature, 507 (7493): 475–479, березень 2014 р. ISSN 1476-4687. 10.1038/nature13137. URL-адреса http:///dx.doi.org/10.1038/nature13137.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature13137
[14] Лукас Габардос, Біхуі Чжу, Стівен Лепутр, Ана Марія Рей, Бруно Лабурт-Толра та Лоран Вернак. Релаксація колективної намагніченості щільного тривимірного масиву взаємодіючих диполярних $s=3$ атомів. фіз. Rev. Lett., 3: 125, вересень 143401 р. 2020/PhysRevLett.10.1103. URL https:///link.aps.org/doi/125.143401/PhysRevLett.10.1103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.143401
[15] І. М. Джорджеску, С. Ашхаб і Франко Норі. Квантова симуляція. Rev. Mod. Phys., 86: 153–185, березень 2014 р. 10.1103/RevModPhys.86.153. URL-адреса https:///link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.86.153.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.153
[16] Мануель Гесснер, Аугусто Смерзі та Лука Пецце. Метрологічний нелінійний параметр стиснення. фіз. Rev. Lett., 122: 090503, березень 2019 р. 10.1103/PhysRevLett.122.090503. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.122.090503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.090503
[17] Кевін А. Гілмор, Метью Аффолтер, Роберт Дж. Льюїс-Свон, Дієго Барберена, Олена Джордан, Ана Марія Рей та Джон Дж. Боллінджер. Квантово-посилене зондування зміщень і електричних полів за допомогою двовимірних захоплених іонних кристалів. Science, 373 (6555): 673–678, серпень 2021 р. ISSN 1095-9203. 10.1126/science.abi5226. URL-адреса http:///dx.doi.org/10.1126/science.abi5226.
https:///doi.org/10.1126/science.abi5226
[18] CD Hamley, CS Gerving, TM Hoang, EM Bookjans та MS Chapman. Спін-нематичний стиснутий вакуум у квантовому газі. Фізика природи, 8 (4): 305–308, лютий 2012. ISSN 1745-2481. 10.1038/nphys2245. URL-адреса http:///dx.doi.org/10.1038/nphys2245.
https:///doi.org/10.1038/nphys2245
[19] Хольгер Кадау, Маттіас Шмітт, Маттіас Венцель, Кларисса Вінк, Томас Майєр, Ігор Фер’єр-Барбут і Тільман Пфау. Спостереження нестабільності Розенсвейга квантової ферорідини. Nature, 530 (7589): 194–197, лютий 2016 р. ISSN 1476-4687. 10.1038/nature16485. URL-адреса http:///dx.doi.org/10.1038/nature16485.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature16485
[20] Валентин Каспер, Даніель Гонсалес-Куадра, Апурва Хегде, Енді Ся, Олександр Дофін, Фелікс Губер, Еберхард Тіманн, Мацей Левенштейн, Фред Єнджеєвскі та Філіп Хауке. Універсальне квантове обчислення та квантове виправлення помилок з ультрахолодними атомними сумішами. Квантова наука та технологія, 7 (1): 015008, 2021. 10.1088/2058-9565/ac2d39.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac2d39
[21] Юкі Кавагуті та Масахіто Уеда. Спінорні бозе-ейнштейнівські конденсати. Physics Reports, 520 (5): 253–381, 2012. ISSN 0370-1573. https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2012.07.005. URL-адреса https:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157312002098. Бозе-ейнштейнівські конденсати Спінора.
https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2012.07.005
https:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157312002098
[22] Масахіро Кітаґава та Масахіто Уеда. Стиснуті спінові стани. фіз. Rev. A, 47: 5138–5143, червень 1993 р. 10.1103/PhysRevA.47.5138. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.47.5138.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.5138
[23] Цзя Конг, Рікардо Хіменес-Мартінес, Харіклея Трулліну, Віто Джованні Лучіверо, Геза Тот і Морган В. Мітчелл. Викликане вимірюванням просторово-розширене заплутування в гарячій атомній системі, що сильно взаємодіє. Nature Communications, 11 (1), травень 2020 р. ISSN 2041-1723. 10.1038/s41467-020-15899-1. URL-адреса http:///dx.doi.org/10.1038/s41467-020-15899-1.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15899-1
[24] Філіп Кункель, Максиміліан Прюфер, Гельмут Штробель, Даніель Ліннеманн, Аніка Фроліан, Томас Газенцер, Мартін Гертнер і Маркус К. Оберталер. Просторово-розподілене багатостороннє заплутування дає змогу epr керувати атомними хмарами. Наука, 360 (6387): 413–416, 2018. 10.1126/science.aao2254. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aao2254.
https:///doi.org/10.1126/science.aao2254
[25] Філіп Кункель, Максиміліан Прюфер, Стефан Ланніг, Родріго Роза-Медіна, Алексіс Боннін, Мартін Гертнер, Гельмут Штробель і Маркус К. Оберталер. Одночасне зчитування некомутуючих спостережуваних колективних спінів за стандартною квантовою межею. фіз. Rev. Lett., 123: 063603, серпень 2019 р. 10.1103/PhysRevLett.123.063603. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.123.063603.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.063603
[26] Карстен Ланге, Ян Пайзе, Бернд Люке, Ілка Крузе, Джузеппе Вітальяно, Ягоба Апелланіз, Маттіас Кляйнманн, Геза Тот і Карстен Клемпт. Сплутаність між двома просторово розділеними атомними модами. Наука, 360 (6387): 416–418, 2018. 10.1126/science.aao2035. URL-адреса https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aao2035.
https:///doi.org/10.1126/science.aao2035
[27] Е. Лучіоні, Л. Танці, А. Фрегозі, Дж. Катані, С. Гоцціні, М. Інгушіо, А. Фіоретті, К. Габбаніні та Дж. Модуньо. Диполярний бозе-ейнштейнівський конденсат диспрозію з широкими резонансами Фешбаха. фіз. Rev. A, 97: 060701, червень 2018 р. 10.1103/PhysRevA.97.060701. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.97.060701.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.060701
[28] Сінь-Ю Луо, І-Цюань Цзоу, Лін-На Ву, Ці Лю, Мін-Фей Хань, Мен Кун Тей і Лі Ю. Генерація детермінованої заплутаності через квантові фазові переходи. Наука, 355 (6325): 620–623, 2017. 10.1126/science.aag1106. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aag1106.
https:///doi.org/10.1126/science.aag1106
[29] Цзянь Ма, Сяогуан Ван, CP Sun і Франко Норі. Квантовий спін-стиск. Physics Reports, 509 (2-3): 89–165, грудень 2011. 10.1016/j.physrep.2011.08.003. URL https:///doi.org/10.1016.
https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2011.08.003
[30] Гільем Мюллер-Ріга, Альберт Алой, Мацей Левенштейн та Ірене Фреро. Виведення нелінійних багатотільних дзвонових нерівностей із середніх кореляцій двох тіл: систематичний підхід для довільних ансамблів зі спіном $j$. PRX Quantum, 2: 030329, серпень 2021 р. 10.1103/PRXQuantum.2.030329. URL-адреса https:///link.aps.org/doi/10.1103/PRXQuantum.2.030329.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030329
[31] Лука Пецце, Аугусто Смерзі, Маркус К. Оберталер, Роман Шмід і Філіп Тройтлайн. Квантова метрологія з некласичними станами атомних ансамблів. Rev. Mod. Phys., 90: 035005, вересень 2018 р. 10.1103/RevModPhys.90.035005. URL-адреса https:///link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.90.035005.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.035005
[32] Анджело Піга, Альберт Алой, Мацей Левенштейн та Ірене Фреро. Кореляції Белла в квантових критичних точках Ізінга. фіз. Rev. Lett., 123: 170604, жовтень 2019 р. 10.1103/PhysRevLett.123.170604. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.123.170604.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.170604
[33] Ан Ку, Бертран Еврард, Жан Далібар і Фабріс Жерб’є. Дослідження спінових кореляцій у бозе-ейнштейнівському конденсаті поблизу одноатомного рівня. фіз. Rev. Lett., 125: 033401, липень 2020 р. 10.1103/PhysRevLett.125.033401. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.125.033401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.033401
[34] Мартін Рінгбауер, Майкл Мет, Лукас Постлер, Роман Штрікер, Райнер Блатт, Філіп Шиндлер і Томас Монц. Універсальний квантовий процесор qudit із захопленими іонами. Nature Physics, 18 (9): 1053–1057, липень 2022 р. 10.1038/s41567-022-01658-0. URL https:///www.nature.com/articles/s41567-022-01658-0.
https://doi.org/10.1038/s41567-022-01658-0
https:///www.nature.com/articles/s41567-022-01658-0
[35] Роман Шмід, Жан-Даніель Банкаль, Батист Аллард, Маттео Фадель, Валеріо Скарані, Філіп Тройтлайн і Ніколя Сангуар. Кореляції Белла в конденсаті Бозе-Ейнштейна. Наука, 352 (6284): 441–444, квітень 2016 р. ISSN 0036-8075, 1095-9203. 10.1126/science.aad8665. URL-адреса http:///science.sciencemag.org/content/352/6284/441.
https:///doi.org/10.1126/science.aad8665
http:///science.sciencemag.org/content/352/6284/441
[36] А. Сьоренсен, Л.-М. Дуань, Дж. І. Сірак і П. Золлер. Багаточастинкове заплутування з бозе-ейнштейнівськими конденсатами. Nature, 409 (6816): 63–66, січень 2001. 10.1038/35051038. URL https:///doi.org/10.1038.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35051038
[37] Андерс С. Соренсен і Клаус Мьолмер. Заплутаність і екстремальне стискання обертання. фіз. Rev. Lett., 86: 4431–4434, травень 2001a. 10.1103/PhysRevLett.86.4431. URL-адреса https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.86.4431.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.4431
[38] Андерс С. Соренсен і Клаус Мьолмер. Заплутаність і екстремальне стискання обертання. фіз. Rev. Lett., 86: 4431–4434, травень 2001b. 10.1103/PhysRevLett.86.4431. URL-адреса https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.86.4431.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.4431
[39] Геза Тот, Крістіан Кнапп, Отфрід Гюне та Ганс Дж. Брігель. Здавлювання прядок і обвивання. фіз. Rev. A, 79: 042334, квітень 2009 р. 10.1103/PhysRevA.79.042334. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.79.042334.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.042334
[40] A. Trautmann, P. Ilzhöfer, G. Durastante, C. Politi, M. Sohmen, MJ Mark і F. Ferlaino. Диполярні квантові суміші атомів ербію та диспрозію. фіз. Rev. Lett., 121: 213601, листопад 2018 р. 10.1103/PhysRevLett.121.213601. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.121.213601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.213601
[41] Джузеппе Вітальяно, Філіп Гіллус, Іньїго Л. Егускіза та Геза Тот. Нерівності стиснення обертання для довільного обертання. фіз. Rev. Lett., 107: 240502, грудень 2011 р. 10.1103/PhysRevLett.107.240502. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.107.240502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.240502
[42] Джузеппе Вітальяно, Ягоба Апелланіз, Іньїго Л. Егускіза та Геза Тот. Стискання прядок і заплутування для довільного обертання. фіз. Rev. A, 89: 032307, березень 2014 р. 10.1103/PhysRevA.89.032307. URL https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.89.032307.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.032307
[43] Матіас Венцель, Фабіан Бьотчер, Ян-Ніклас Шмідт, Міхаель Айзенманн, Тім Ланген, Тільман Пфау та Ігор Фер’є-Барбут. Анізотропна надплинна поведінка диполярного бозе-ейнштейнівського конденсату. Physical Review Letters, 121 (3), липень 2018 р. ISSN 1079-7114. 10.1103/physrevlett.121.030401. URL-адреса http:///dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.030401.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.121.030401
[44] DJ Wineland, JJ Bollinger, WM Itano та DJ Heinzen. Стиснуті атомні стани та проекційний шум у спектроскопії. фіз. Rev. A, 50: 67–88, липень 1994 р. 10.1103/PhysRevA.50.67. URL-адреса https:///link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.50.67.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.50.67
[45] І-Цюань Цзоу, Лін-На Ву, Ці Лю, Сінь-Ю Луо, Шуай-Фен Го, Цзя-Хао Цао, Мен Кун Тей і Лі Ю. Перевищення класичної межі точності завдяки станам Діке зі спіном 1 із понад 10,000 115 атомів. Праці Національної академії наук, 25 (6381): 6385–2018, червень 1091 р. ISSN 6490-10.1073. 1715105115/pnas.10.1073. URL-адреса http:///dx.doi.org/1715105115/pnas.XNUMX.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1715105115
Цитується
Не вдалося отримати Перехресне посилання, наведене за даними під час останньої спроби 2022-12-29 15:38:34: не вдалося отримати цитовані дані для 10.22331/q-2022-12-29-887 з Crossref. Це нормально, якщо DOI був зареєстрований нещодавно. Увімкнено SAO / NASA ADS даних про цитування робіт не знайдено (остання спроба 2022-12-29 15:38:34).
Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.
